新輸電線路設(shè)計規(guī)范對桿塔設(shè)計的影響性分析

岳曉龍

摘要：隨著對電網(wǎng)的認知水平和對電網(wǎng)可靠性要求逐漸提高，110kV～750kV（GB5045-2010）輸電線路設(shè)計規(guī)范不再能滿足當前社會經(jīng)濟發(fā)展的要求。修訂后的輸電線路設(shè)計準則（DL/T5582-2020）、架空輸電線路荷載規(guī)范（DL/T5551-2018）和架空輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T5486-2020）共同構(gòu)成了新的輸電線路桿塔設(shè)計標準框架。根據(jù)國家電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求，新建工程桿塔必須按照新標準設(shè)計和審查輸電線路項目。但目前，新規(guī)范對塔結(jié)構(gòu)的影響分析較少，本文通過對新輸電線路設(shè)計對桿塔設(shè)計的影響。為今后成功桿塔設(shè)計實施奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：新輸電線路;設(shè)計規(guī)范;桿塔設(shè)計;影響性

引言

高壓電塔線是通常對風敏感的結(jié)構(gòu)，需要研究輸電線路的設(shè)計，以確保輸電線路結(jié)構(gòu)在風荷載作用下安全可靠地運行。目前，一些研究人員比較了我國輸電線路的風荷載與一些主要外國的風荷載，總的結(jié)論是，我國輸電線路的風荷載比其他國家的標準高度變化敏感，只有在塔高較低時，風荷載和塔線荷載較接近其他國家的標準結(jié)算結(jié)果，而高度較高（大于60米）時，國家標準計算結(jié)果較高。由于采用了新輸電線路設(shè)計標準，直接輸電線路風荷載計算中直接參考其相關(guān)規(guī)定的某些參數(shù)已發(fā)生變化，對輸電線路風荷載設(shè)計值產(chǎn)生了重大影響。在此基礎(chǔ)上，研究新輸電線路設(shè)計規(guī)范對塔設(shè)計的影響分析。

1架空輸電線路設(shè)計規(guī)范體系

架空輸電線路設(shè)計標準體系分為國家標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準等。架空輸電線路設(shè)計國家標準主要包括GB 50545-2010和GB 50061-2010《66kv以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范》，其他架空輸電線路設(shè)計行業(yè)標準主要包括DL/T 5154-2002《架空輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T 5130-2001《架空輸電線路鋼管》DL/T 5219-2005《架空輸電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)范》DL/T 5440-2005架空輸電線路的企業(yè)標準主要有Q/gdw 178-2008《1000kV交流架空輸電線路設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定》、Q/gdw 179-2008《110 ～ 750kV架空輸電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》、Q/gdw 180-2008《66kv以下架空電力線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》、Q/gdw 181-2008《500kV DC架空輸電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)范》、Q/GDW182-2008。

2新舊規(guī)范荷載計算的差異性分析

風偏角風荷載。由于對風荷載分布計算公式進行了較大的調(diào)整，特別是對于風速范圍27～31m/s，因此，從新規(guī)范下的擺動角度一般比舊規(guī)范大1～2°，并且由于絕緣損失的變化而增大了頭部大小。（2）風荷載的影響。新的規(guī)格使35kv線路塔的轉(zhuǎn)向角略有增加，并使線路風荷載和塔體風荷載增加。應(yīng)當指出，輸電塔結(jié)構(gòu)是一個空間農(nóng)場系統(tǒng)，并不意味著風荷載的增加將影響輸電塔結(jié)構(gòu)的承載能力，而該結(jié)構(gòu)也受試點地線電壓和凈重的影響，后者的風荷載只是其中的一部分。隨著電壓水平的提高，風荷載對塔結(jié)構(gòu)的影響會因使用大型截面和多重碎裂準則而減小。

3新規(guī)范對桿塔設(shè)計的影響性分析

新舊規(guī)范塔腳板計算公式對比：不同點在于舊規(guī)范中塔腳板厚度受主材相鄰區(qū)隔尺寸影響，認為塔腳板厚度僅由主材所在區(qū)隔尺寸來控制;且不考慮加勁板對塔腳板承載力的加強作用，加勁板不參與計算，制圖時加勁板尺寸及規(guī)格僅根據(jù)設(shè)計人員常規(guī)經(jīng)驗進行布置。而新規(guī)范中認為塔腳板厚度受主材對角區(qū)隔尺寸影響，新規(guī)中對于工程中常用的靴板式有加勁塔腳板的計算考慮了加勁板的加強作用;且對加勁板的構(gòu)造給出了具體要求，即加勁板的長高比為0.5～1.0，厚度取靴板厚度的0.6～0.7倍。同時，新規(guī)認為靴板式塔腳板受壓時，由于靴板及加勁板的豎向剛度較大而底板的豎向剛度相對較小，底板和基礎(chǔ)間的底板和基礎(chǔ)間的壓力并非均勻分布，而是主要分布在靴板和加勁板附近;因此底板承受的彎矩相對較小，受壓工況一般不控制底板的厚度;故新規(guī)并不考慮靴板式塔腳板的受壓計算。對于靴板式有加勁塔腳板計算公式，雖然舊規(guī)范相對較為保守，但因加勁板不參與計算，僅作為塔腳板構(gòu)造的加強措施，制圖時加勁板尺寸可按照設(shè)計經(jīng)驗靈活取值。這種處理方法非常簡便，不僅能保證工程安全，還大大減少了設(shè)計人員的計算工作。但對于新規(guī)范計算公式，因山地塔為適應(yīng)地形需要須做長短腿設(shè)計，這就導致不同接腿斜材與塔腳板平面夾角不同，受該夾角構(gòu)造影響，進而引起同一塔型下不同接腿的塔腳加勁板尺寸不同;即接腿越短，加勁板尺寸越小。這對于根開較小的直線塔影響尤為明顯，部分加勁板需做成傾斜處理才能滿足構(gòu)造要求;但這與規(guī)范給出的計算模型圖示又有出入，且加勁板傾斜處理后，其對塔腳板是否有足夠的加強作用不得而知，這時規(guī)范公式的適用性又需進一步考慮。若根據(jù)不同接腿計算不同的塔腳坂，因每個塔型長短腿合計有數(shù)十個之多，這不僅會大大增加設(shè)計人員的計算工作量，不符合鐵塔通用設(shè)計理念。

結(jié)束語

綜上所述，得出以下結(jié)論：（1）新規(guī)程會引起風偏轉(zhuǎn)角度普遍增大，然后考慮絕緣協(xié)調(diào)的變化，使原有的整體設(shè)計塔的頭部間隙一般不符合新規(guī)程的要求，大部分不符合要求。（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程可能導致某些元素，特別是單個螺栓聯(lián)接的斜材料和輔助材料強度不足。（3）合并新的規(guī)格將增加原有塔和基本力量的重量，從而增加工作量。應(yīng)在施工初期階段考慮到修訂標準的影響，特別是在施工時間和總費用方面，并建議加強對整個施工過程的管理。

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